CN104001878B - 一种有冒口钢锭水冷结晶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢锭水冷结晶工艺,包括如下步骤:预先在冷却水腔中通入冷凝水;钢水控制温度后注入水冷模的模具中,冒口浇注速度小于锭身浇注速度,持续通入冷凝水,保温30‑160min,钢锭冷凝后脱模;然后盖上未盖保温盖的保温套通风3‑15h,盖上保温盖,保温15‑40h;全部冷凝后,转入坑内保温10‑40h。本发明的有益效果是:本发明采用保温套,并控制保温套的使用方式在浇铸后得到了一种无气孔、内部组织结构致密、质量良好的大型钢锭;腔壁隔成的冷却水路使得冷却水只能从模腔下部逐步上升,从而保证了下冷却方式的实现,本发明冷却水循环方式,使得钢锭在冷却过程中无死水区存在,冷却速度均匀,水冷模不变形,使用寿命高,每只钢锭模使用500次左右。
Description
技术领域
本发明涉及钢锭结晶工艺,更具体的讲是一种钢锭水冷结晶工艺及其专用的水冷模。
背景技术
钢锭的结晶技术直接影响着钢锭最终的品质,水冷模由于采用水冷技术,较之空冷冷却速度快,提高了钢锭的品质,但是水冷由下而上,若冷却速度过慢时则会造成杂质的聚集,使得钢锭本身的中心偏析过大,造成废品的产生,如申请号为201210180527.8的专利申请公开了一种新型钢锭水冷浇注模及方法,其由附盘、模体和保温帽构成,其特征在于模体座于附盘上,模体的伤口内嵌插接保温帽,所述模体的内壁是顶部直径略小于下部直径的圆筒状结构,其环周设有冷却水夹套,该夹套的墙体的间隙由下至上逐渐增大,且冷却水夹套的两端设有冷却水的出入口。
其水冷浇铸模在使用时,进水入口和出口处容易造成“死水区”,从而造成钢锭的冷却速度不均匀,钢锭容易出现裂纹,因此在生产过程中不利于生产吨位较大的钢锭,同时,其进水方式容易造成水冷模的变形,其使用寿命较低。
发明内容
本发明的发明目的在于针对以上现有技术中的不足,提供一种有冒口钢锭水冷结晶工艺及专用水冷模。
本发明是通过一下技术方案实现的:
一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,包括如下步骤:
水冷模浇铸半模由螺栓固定后,预先在冷却水腔中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压≥0.5MPa;
将VD炉出炉后的钢水控制温度后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间10-40min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间6-20min;
持续通入冷凝水,保温30-160min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3-15h,然后盖上保温盖,保温15-40h;
全部冷凝后,转入坑内保温10-40h。
作为本发明的另一个发明目的,上述的有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模,包括浇铸模和保温套,所述浇铸模包括浇铸模体和位于浇铸模体下方的底盘,所述底盘与中浇道连通,所述浇铸模体由两个以上浇铸半模螺栓连接组成,所述浇铸模体包括底盘上方构成模腔的内胆,内胆与外胆构成的冷却水腔,所述冷却水腔的下部连接进水管、上部连接出水管,在冷却水腔中设有腔壁,其中一个腔壁与内胆固定连接在一起,与外胆之间具有间隙,则与之相邻的腔壁与外胆固定连接在一起,与内胆之间具有间隙;所述保温套包括保温盖和套壁。
上述保温盖和套壁从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
上述浇铸模体还包括连接件,所述连接件包括位于内胆上部的上法兰,还包括位于内胆下部的下法兰,所述下法兰的下部为所述底盘。
上述底盘包括小底盘和大底板,所述大底板中开有与所述中浇道连通的内浇道。
上述浇铸模体还包括位于内胆上的加强筋,所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋和加强纵筋。
上述外胆上还固定有吊耳。
上述保温套还包括设在套壁金属层上的加强筋,保温套的高度不小于钢锭高度。
本发明的有益效果是:本发明采用保温套,并控制保温套的使用方式在浇铸后得到了一种无气孔、内部组织结构致密、质量良好的大型钢锭;腔壁隔成的冷却水路使得冷却水只能从模腔下部逐步上升,从而保证了下冷却方式的实现。而且本发明冷却水循环方式,使得钢锭在冷却过程中无死水区存在,冷却速度均匀,有效的降低了钢锭的中心偏析程度,而且水冷模不变形,使用寿命高,每只钢锭模使用500次左右。
附图说明
图1是浇铸模结构示意图;
图2是保温套结构示意图;
图3是浇铸半模结构示意(以圆形为例);
图中:1是浇铸模体,2是小底盘,3是中浇道,4是浇铸半模,5是内胆,6是外胆,7是进水管,8是出水管,9是上法兰,10是下法兰,11是大底板,12是浇铸孔,13是加强横筋,14是加强纵筋,15是吊耳,16是保温套,17是套壁,18是保温盖,19是设在套壁金属层上的加强筋,20是钢锭,21是腔壁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明,以便本领域技术人员可以更好的了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
类型:优碳钢,钢种:20,碳含量:0.17-0.23%;吨位:8吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1585±5℃,控制温度到1570-1580℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间24-26min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间6-8min;
持续通入冷凝水,保温30min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3h,然后盖上保温盖,保温15h;
全部冷凝后,转入坑内保温10h。
实施例2
类型:优碳钢,钢种:65Mn,含碳量:0.62-0.70%,吨位:11吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1550±5℃,控制温度到1535-1545℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间15min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温70min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风5h,然后盖上保温盖,保温24h;
全部冷凝后,转入坑内保温13h。
实施例3
类型:合工钢,钢种:5CrMnMo,含碳量:0.50-0.60%,吨位18吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1555±5℃,控制温度到1540-1550℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间18min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温90min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风6h,然后盖上保温盖,保温20h;
全部冷凝后,转入坑内保温20h。
实施例4
类型:合结钢,钢种:20CrMnTi,含碳量:0.17-0.23%,吨位24吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1585±5℃,控制温度到1570-1580℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间24min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温100min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风7h,然后盖上保温盖,保温20h;
全部冷凝后,转入坑内保温20h。
实施例5
类型:合结钢,钢种:45CrMo,含碳量:0.38-0.45%,吨位30吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1570±5℃,控制温度到1555-1565℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间25min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温110min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风7.5h,然后盖上保温盖,保温20h;
全部冷凝后,转入坑内保温20h。
实施例6
类型:碳结钢,钢种:Q235A,含碳量:0.14-0.22%,吨位:36吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1580±5℃,控制温度到1565-1575℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间32min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温150min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风10h,然后盖上保温盖,保温40h;
全部冷凝后,转入坑内保温40h。
实施例7
类型:轴承钢,钢种:GCr15SiMn,含碳量:0.95-1.05%,吨位:42吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1505±5℃,控制温度到1490-1500℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间32min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间10min;
持续通入冷凝水,保温150min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风10h,然后盖上保温盖,保温40h;
全部冷凝后,转入坑内保温40h。
实施例8
类型:合结钢,钢种:40CrNiMoA,含碳量:0.37-0.44%,吨位:63吨;
水冷模前后两部分由螺栓固定后,预先在水冷模中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压0.5兆帕;
将VD炉出炉后钢水温度1570±5℃,控制温度到1555-1565℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间35min;
冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间15min;
持续通入冷凝水,保温90min,钢锭冷凝后脱模;
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风12h,然后盖上保温盖,保温40h;
全部冷凝后,转入坑内保温40h。
以上实施例均采用下述水冷模制作而成,其不同点仅仅是水冷模的尺寸不同。
有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模,包括浇铸模和保温套,所述浇铸模包括浇铸模体1和位于浇铸模体1下方的底盘,所述底盘与中浇道3连通,所述浇铸模体由两个浇铸半模4螺栓连接组成,所述浇铸模体1包括底盘上方构成模腔的内胆5,内胆5与外胆6构成的冷却水腔,所述冷却水腔的下部连接进水管7、上部连接出水管8,在冷却水腔中设有腔壁21,其中一个腔壁21与内胆5固定连接在一起,与外胆6之间具有间隙,则与之相邻的腔壁21与外胆6固定连接在一起,与内胆5之间具有间隙;所述保温套16包括保温盖18和套壁17。
上述保温盖18和套壁17从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
上述浇铸模体1还包括连接件,所述连接件包括位于内胆5上部的上法兰9,还包括位于内胆5下部的下法兰10,所述下法兰10的下部为所述底盘。
上述底盘包括小底盘2和大底板11,所述大底板11中开有与所述中浇道3连通的内浇道。
上述浇铸模体1还包括位于内胆5上的加强筋,所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋13和加强纵筋14。
上述外胆6上还固定有吊耳15。
上述保温套16还包括设在套壁17金属层上的加强筋19,保温套16的高度不小于钢锭20高度。
上述实施例1-7所得钢锭性能参数见下表1-3。
由上表1-3可以看出,通过本发明水冷模和相对应的工艺所得钢锭,在机械性能,收缩率以及组织细密程度和偏析等均有较大的提高,达到了锻造的要求,适合不同吨位的钢锭生产,适应范围广。
Claims (7)
1.一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,包括如下步骤: (1)水冷模浇铸半模由螺栓固定后,预先在冷却水腔中通入冷凝水,进水水温<36℃,进水水压≥0.5MPa; (2)将VD炉出炉后的钢水控制温度后由浇道缓慢注入水冷模的模具中,锭身浇注时间10-40min; (3)冒口浇注速度小于锭身浇注速度,冒口浇注时间6-20min; (4)持续通入冷凝水,保温30-160min,钢锭冷凝后脱模; (5)脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3-15h,然后盖上保温盖,保温15-40h; (6)全部冷凝后,转入坑内保温10-40h;
所述的有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模,包括浇铸模和保温套,所述浇铸模包括浇铸模体和位于浇铸模体下方的底盘,所述底盘与中浇道连通,所述浇铸模体由两个以上浇铸半模螺栓连接组成,所述浇铸模体包括底盘上方构成模腔的内胆,内胆与外胆构成的冷却水腔,所述冷却水腔的下部连接进水管、上部连接出水管,其特征在于:在冷却水腔中设有腔壁,其中一个腔壁与内胆固定连接在一起,与外胆之间具有间隙,则与内胆固定连接在一起的腔壁相邻的腔壁与外胆固定连接在一起,与内胆之间具有间隙;所述保温套包括保温盖和套壁。
2.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述保温盖和套壁从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
3.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述浇铸模体还包括连接件,所述连接件包括位于内胆上部的上法兰,还包括位于内胆下部的下法兰,所述下法兰的下部为所述底盘。
4.根据权利要求3所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述底盘包括小底盘和大底板,所述大底板中开有与所述中浇道连通的内浇道。
5.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述浇铸模体还包括位于内胆上的加强筋,所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋和加强纵筋。
6.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述外胆上还固定有吊耳。
7.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺,其特征在于:所述保温套的高度不小于钢锭高度。
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